重力磁気効果
は実際に観測されるだろうか？
2005年8月15日
フレデリック・ヘニ・クアニエは、現在、自身の研究を紹介・解説するウェブサイトを運営している：
http://toronto.dess-res.univ-mrs.fr/sitefred
参考文献：
および
NASAの重力探査B探査機は、宇宙での初年度を終えました
まず、打ち上げの映像をご覧ください。本当にまるで現地にいるかのようですね：
http://www.gravityprobeb.com/movies/launch01.mov
一般相対性理論には、たとえば回転する大質量天体を記述する際に現れる「カー解」に見られるような、非常に特異な側面があります。質量が非常に大きいと、「フレーム・ドラギング（座標系の引きずり）」と呼ばれる現象が現れます。これは直訳すると「座標系の引きずり」を意味します。これは一体どういうことでしょうか？二つの質量がばねでつながった系を想像してください。このばねを伸ばす方法は二通りあります：
-
系を回転させること。このとき遠心力が現れます。
-
「空間そのものを回転させる」こと。
実は、一般相対性理論が登場する以前から、人々はこの問題を考えていました。ニュートンは、物質の存在とは無関係な「絶対空間」の存在を仮定しました。これは、私の漫画『Cosmic Story』に描かれている有名な「バケツ実験」に由来します。
その後、哲学者マッハ（1883年）は、空間（観測される水の運動を評価するための「慣性系」）が、その中に含まれる物質によって「局所的に決定されるべきだ」と提唱しました（ニュートンの逆の立場）。マッハは、二つの質量がばねでつながった系を、非常に巨大な殻に閉じ込め、その殻を急速に回転させた場合、遠心力が生じるだろうと主張しました。ただし、これは質量を回転させたからではなく、その質量が沈んでいる「空間そのものを回転させた」からだと説明しました。1896年、マッハはフリードランダー兄弟にこの実験を実施するよう促しましたが、結果は明確ではなかった。
今日、実験家たちは、空間と物質の関係についてこの問いを再び取り上げています。中性子星（質量が太陽の2.5倍未満のもの）という、我々が観測している「パルサー」として知られる天体を考えてみましょう。その周囲の時空は、「カー解」で記述できます。回転しない物体の周囲の時空は「シュワルツシルト解」で記述されるのと同じです。アインシュタイン方程式のこのカー解の解析から、非常に奇妙な結論が導かれます。たとえば、物体と同じ軸を持つ円軌道を描く場合、光の速度は、物体の回転方向に沿って移動するときと、逆方向に移動するときで異なるのです！ これは、まるで物体が「時空そのものを自分と一緒に引きずっている」かのようです。この現象には「フレーム・ドラギング」という名前がつけられています。
中性子星に成り立つこの現象は、一般相対性理論において、回転するすべての質量に成り立つはずです。地球も例外ではありませんが、その効果は極めて微小です。これまで、その測定は不可能と考えられてきましたが、最近になって、この効果を観測する方法が見つかりました。それが「重力探査B」探査機の打ち上げの理由です。このような現象は「重力磁気効果」と呼ばれ、これは単なる類推にすぎません。電荷が運動すると、磁気効果（磁場）が生じます。一般相対性理論において、質量が運動すれば、同様に「重力磁気効果」が生じると考えられ、これは重力場の歪みとして現れます。
NASAがスタンフォード大学と協力して実施したこの実験は、地球の周りを720kmの高度で極軌道を回る gyroscope（回転子）の回転軸のわずかな変化を測定することにより、一般相対性理論が予測する効果を検証するための極めて高い精度を備えています。この実験は、地球の存在とその自転が、時空を「引きずり」（drag）、「ねじる」（warp）している様子を明らかにすることを目的としています。（サイト「dragg」では「引きずる」、「warp」では「ねじる」と解説されています。）
その他の予測。
フレデリック・ヘニ・クアニエは地中海大学の准教授です。1年前から以下の論文を発表しています。
査読付き学術誌掲載論文：
International Journal of Modern Physics A [粒子と場；重力；宇宙論；核物理学]、Vol. 20, No. 11 (2005) 2341-2345
国際会議での発表：
第6回アレクサンダー・フリードマン国際重力・宇宙論シンポジウム 2004年6月28日〜7月3日 カルジェーズ
ヘニ・クアニエ・フレデリック
QFTおよびGRにおける負のエネルギー：重力の暗黒面
第5回ベトナム素粒子物理学・天体物理学の会議 2004年8月5日〜11日 ハノイ
ヘニ・クアニエ・フレデリック
QFTおよびGRにおける負のエネルギー：重力の暗黒面
GdR SUSY 2004年7月 クレルモン＝フェラン
ヘニ・クアニエ・フレデリック
QFTおよびGRにおける負のエネルギー：重力の暗黒面
アインシュタイン百年記念会議 2005年7月18日〜22日 パリ
離散対称性とGR：重力の暗黒面
第18回スペイン相対性理論会議「相対性理論の百年」2005年9月6日〜10日 オビエド、スペイン
離散対称性とGR：重力の暗黒面
arXivに掲載されたプレプリント：
gr-qc/0410055
「離散対称性と一般相対性理論：重力の暗黒面」
gr-qc/0404110
「量子場理論および一般相対性理論における負のエネルギーと時間反転：重力の暗黒面」
gr-qc/0507065
「負のエネルギーと一定加速度を示す平坦宇宙」
フレデリック・ヘニ・クアニエが発表した論文は、多くの新しい展望を示しています。赤色で強調された論文には、重力探査B探査機による測定結果に関する予測が含まれており、現在その分析が行われています（1年間の観測結果の公表は間もなく予定されています）。これらの予測は、一般相対性理論から導かれるものとは大きく異なります。
一般相対性理論の根本的な原則の一つとして、「等価原理」があります。これは、特別な参照系（慣性系）が存在しないという、絶対的なものと見なされてきました。言い換えると、物理法則はすべての参照系で同じ形をしているということです。「参照系」とは、特定の観測者に結びついた空間と時間の測定系を意味します。等価原理は、特別な観測者が存在しないと仮定しています。しかし、フレデリック・ヘニ・クアニエはこの物理学の柱を疑問視しており、それは「絶対空間」（かつて「エーテル」と呼ばれたもの）の存在を認めることに等しいのです。これは、アインシュタインに対し、ニュートンの立場を支持することに他なりません。そして、物体がこの絶対空間に対してどのように動いているかに応じて、その効果が現れると予測します。
では、このような「絶対空間」が、一体何を意味するのでしょうか？ それは「宇宙論の空間」、すなわち「宇宙が存在する場所」（ティリシアスが言うところの「コスモトープ」）なのかもしれません。しかし、宇宙における絶対的な真空中は存在しない……